콘크리트 슬래브 궤도의 피로성능평가를 위한 실내 모형실험

초록

최근 철도의 고속화와 수송 효율화로 인해 자갈궤도의 유지보수 부담이 점차 증대되고 있어서 무보수 궤도로서 콘크리트 슬래브궤도의 적용이 활발히 추진되고 있다. 콘크리트 슬래브궤도는 기존 자갈궤도에 비해 유지보수를 혁신적으로 저감할 수 있고, 궤도의 안정성과 열차 주행성도 매우 우수한 것으로 평가받고 있다. 그러나 콘크리트 슬래브궤도의 성능평가와 관련해서는 아직 국내에서 체계적인 평가방법이 정립되지 않고 있다. 특히 토노반 상 슬래브궤도의 피로성능 평가방법에 대한 연구사례는 매우 드물다고 판단된다. 이에 본 연구에서는 콘크리트 슬래브궤도의 성능평가실험을 실시하여 그 타당성을 검토함으로써 향후 슬래브궤도의 실용화를 위한 체계적인 시험방법을 정립하고자 하였다. 시험 대상 슬래브궤도는 토노반상 프리캐스트 콘크리트 슬래브궤도로 실험실 토조 내의 노반 상에 실모형으로 부설하였으며, 곡선부에서의 가장 불리한 조건을 고려하기 위하여 일정한 경사를 가진 형태로 제작되었다. 하중은 132kN에서 10kN 범위에서 4Hz로 300만회까지 재하하였다. 실험결과 본 실험의 대상인 프리캐스트 콘크리트 슬래브 궤도는 300만회의 반복하중 작용 후에도 궤도의 안정성의 영향을 미칠 수 있는 주요 항목에서 모두 기준치를 만족하는 것으로 나타났으며, 본 연구에서 적용된 실내모형실험은 경사지그에 의해 하중이 한쪽으로 집중되는 문제가 있었으나, 전반적으로 슬래브궤도 시스템 및 각 구성요소의 장기적 성능을 예측하기 위한 주요 자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.